對螺桿泵采油工藝技術(shù)應(yīng)用的探討

唐相輝 丁賀東 安麗穎

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源消耗不斷增加。當(dāng)前，不可再生能源短缺問題成為了人們廣泛關(guān)注的問題。石油，作為能源行業(yè)的重要組成部分，其項(xiàng)目開發(fā)技術(shù)得到了顯著的提升。因?yàn)椋驮诓捎眠^程中，采油工程中的機(jī)械設(shè)備是必要施工條件，而螺桿泵采用工藝技術(shù)在石油行業(yè)中，使用范圍廣，能夠最大程度的提升采油的效率，降低能源損耗，減少成本損失。隨著螺桿泵采用技術(shù)的應(yīng)用和推廣，為我國采油行業(yè)提供了技術(shù)支撐。本文將結(jié)合螺桿泵采油技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究，并對其產(chǎn)生的問題提出建議，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：螺桿泵；采油工藝；技術(shù)分析；措施建議

一、序言

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的提升，螺桿泵采油工藝技術(shù)也變得越來越完善。因?yàn)槁輻U泵是一種新型的采油機(jī)械，能夠直接利用地面中的皮帶輪轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)井下泵的勻速運(yùn)行的，這種操作方式實(shí)用性很強(qiáng)，損耗小，因此，被我國采油行業(yè)廣泛使用。本文將對螺桿泵采油工藝技術(shù)進(jìn)行探討，針對螺桿泵采油工藝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行說明。

二、螺桿泵采油工藝技術(shù)的概述

（1）螺桿泵采油工藝的應(yīng)用原理。

螺桿泵采油系統(tǒng)能夠直接通過地面動力來轉(zhuǎn)動抽油桿，使用井筒來吸收螺桿泵吸入的液體。總體來說，螺桿泵采油系統(tǒng)是利用空腔來排油的，即是當(dāng)螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子形成多個互相不連通且封閉的腔室時，螺桿泵轉(zhuǎn)子能夠直接利用驅(qū)動裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)動，讓封閉空腔順著軸線吸入一端，并轉(zhuǎn)向排出一端。一旦封閉空腔排出一端后，空腔內(nèi)的原油就會順著吸入的一端排出。這個時候空腔的吸入一端就會形成一個低壓空腔，這個低壓空腔就會吸入井內(nèi)的原油。因?yàn)槁輻U泵是一種容積式泵，它的運(yùn)動部件與其它泵相比，很少，而且沒有閥件和流道，因此，對油流的擾動很小，實(shí)用性能強(qiáng)。可見，螺桿泵采油工藝技術(shù)不僅能夠很好的提升采油的質(zhì)量，而且還能夠提升采油的效率，保證采油過程的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）螺桿泵采油工藝的使用性能。

螺桿泵采油系統(tǒng)能夠保證進(jìn)入井內(nèi)的流體熱量和井口剩余的流體熱量的差異值與井筒流體流動的熱量值以及周圍環(huán)境的熱量值相等，保證井筒流動中、油層生產(chǎn)中、螺桿泵吸入中的流體質(zhì)量一樣。當(dāng)流體從油層中流入井底后，系統(tǒng)就會使剩余的壓力和流體從井筒流動受到的初始壓力一樣，一旦流體自井底進(jìn)入螺桿泵位置時，系統(tǒng)就會保證剩余壓力和螺桿泵吸入壓力一致。由于螺桿泵的工作頻率范圍廣，因此，其高效點(diǎn)就會直接位于容積效率線的轉(zhuǎn)彎點(diǎn)周圍。一旦某個區(qū)域內(nèi)螺桿泵的容積效率降低，螺桿泵的機(jī)械效率值就會達(dá)到最大。另外，由于螺桿泵的特殊結(jié)構(gòu)，能夠在原油含砂量高的環(huán)境下生產(chǎn)。因?yàn)槁輻U泵是利用轉(zhuǎn)子做連續(xù)轉(zhuǎn)動抽取石油的，因此，在運(yùn)行過程中不受外界的影響。

三、螺桿泵采油技術(shù)運(yùn)行中存在的問題

（1）磨損問題。

通過觀察螺桿泵的磨損井可知，磨損井的磨損面積會隨著螺桿泵的深度加深不斷增大。實(shí)踐研究證明，一般磨損井的磨損位置為中下部，這是因?yàn)闂U管在轉(zhuǎn)動過程中，受到了磨損較大。而轉(zhuǎn)動速度快的井，其磨損情況會越嚴(yán)重，還會造成油管管體被磨出縫隙。另外，從轉(zhuǎn)子偏心運(yùn)動原理可知，轉(zhuǎn)子和與轉(zhuǎn)子相連的底部抽油桿實(shí)施偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，其桿泵的結(jié)構(gòu)受到了轉(zhuǎn)子的偏心運(yùn)動影響。因此，在實(shí)際使用中，轉(zhuǎn)子偏西達(dá)到3-10毫米時，就會造成油管與抽油桿之間的環(huán)空空間小，如果不及時進(jìn)行處理，就會發(fā)生油管和抽油桿磨損問題。我們可以從離心慣性力的角度來分析，桿柱中的質(zhì)量中心與豎直井筒中的幾何中心線如果出現(xiàn)偏離，那么在旋轉(zhuǎn)過程中，就會出現(xiàn)質(zhì)量偏心，產(chǎn)生離心慣性力，導(dǎo)致桿柱發(fā)生彎曲變形等問題。如果桿柱已經(jīng)發(fā)生彎曲，說明桿柱和油管之間出現(xiàn)了徑向間隙，桿柱和油管之間存在摩擦現(xiàn)象，導(dǎo)致桿柱在旋轉(zhuǎn)過程中的軸向力降低。因此，一旦實(shí)際使用過程中，發(fā)生了橫向力的作用，就會造成桿柱彎曲，一旦桿柱彎曲度和拉壓剛度過大，就會造成旋轉(zhuǎn)作業(yè)出現(xiàn)問題。所以，隨著井深度的變大，桿柱需要保證不會出現(xiàn)最大的彎曲和拉亞剛度，才能夠保證旋轉(zhuǎn)作業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在檢查泵的時候，需要注重桿在管壁上的磨損跡象。

（2）操作問題。

螺桿泵在操作使用過程中，需要注重流體的潤滑管理，保證在粘度相對較低的液體潤滑工作下，泵內(nèi)的溫度不會不斷升高，導(dǎo)致泵內(nèi)的定子失去活性。因此，操作人員在操作過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)操作步驟來進(jìn)行，避免出現(xiàn)違規(guī)操作現(xiàn)象。由于螺桿泵的操作方式簡便，一旦操作不當(dāng)，就會導(dǎo)致螺桿泵的定子出現(xiàn)損壞，增加下管柱的次數(shù)，導(dǎo)致維護(hù)成本增加。

四、螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用措施建議

（1）改進(jìn)螺桿泵井桿柱。

通過安裝阻尼式液態(tài)驅(qū)動裝置來提高螺桿泵的防脫斷問題，能夠保證光桿扭矩自動釋放，恢復(fù)自然運(yùn)行狀態(tài)。同時，需要選擇錐形絲扣的螺紋，保證O型圈的實(shí)際溫度在一百五十度左右，能夠增強(qiáng)螺桿泵加熱抽油桿的防脫斷能力，提高封閉性。另外，使用摩擦焊的形式來加熱抽油桿，做好中頻調(diào)質(zhì)的處理，保證電加熱抽油壁的厚度為5-6毫米，接頭外徑厚度為50-60毫米。

（2）優(yōu)化下泵參數(shù)。

在設(shè)計下泵時，需要結(jié)合油井的實(shí)際生產(chǎn)情況來把控螺桿泵的運(yùn)行狀態(tài)，保證螺桿泵能夠子啊中、低轉(zhuǎn)速中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，以此達(dá)到減震的目的，防止桿脫斷情況的發(fā)生。所以，為了保證原油的供給和排出，需要盡量選擇低轉(zhuǎn)速的下泵參數(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，才能夠保障螺桿泵的長期使用和高效運(yùn)行。

（3）做好其它配套技術(shù)的改進(jìn)。

為了進(jìn)一步提升螺桿泵的使用效率，需要提高桿柱的防脫段能力，才能夠有效的降低反轉(zhuǎn)的速度，防止地面驅(qū)動裝置出現(xiàn)負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象。一旦螺桿泵停止運(yùn)行，其單流閥門就會啟動，導(dǎo)致有關(guān)內(nèi)的高壓液體迅速流回井底。因此，需要科學(xué)、有效的設(shè)計內(nèi)扣光桿螺桿泵的驅(qū)動桿，保證井口的遺留高度為1-1.5米，提防沖距為0.8米。如果存在較快的轉(zhuǎn)動速度，那么就會導(dǎo)致螺桿泵的上部光桿出現(xiàn)彎曲或者斷裂問題，給采油工作造成安全隱患。所以，需要做好內(nèi)扣光桿的合理設(shè)計，做好提撈桿的匹配，利用提撈桿的科學(xué)原理來改進(jìn)防沖距，保證光桿的遺留高度為0.3米，有利于提升采油工作的安全性能。

（4）對螺桿泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

為了實(shí)現(xiàn)螺桿泵采油工藝技術(shù)的應(yīng)用，需要提高系統(tǒng)的使用效率，做好系統(tǒng)的節(jié)能措施管理，才能夠發(fā)揮出螺桿泵工藝的作用。因?yàn)椋壳拔覈捎凸に嚰夹g(shù)的排量和場程都有一定的限制，需要加強(qiáng)多頭螺桿泵的研究，避免抽油桿的斷脆問題，保證泵體基本尺寸不變的情況下，能夠提高泵的使用性能。

五、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，采油技術(shù)得到了快速的提升。螺桿泵采油工藝技術(shù)作為新型的采油機(jī)械，能夠提升采油的效率，降低采油的能源消耗，節(jié)約運(yùn)行使用成本，實(shí)現(xiàn)采油環(huán)節(jié)各個工序的優(yōu)化，因此，受到了各個油田的廣泛使用。但是，螺桿泵采油工藝技術(shù)在實(shí)際使用過程中，還存在部分問題，還需要管理人員做好實(shí)施預(yù)防工作的處理，并在實(shí)際使用過程中，結(jié)合油田的實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，有利于提升油田產(chǎn)油的效率，提升社會經(jīng)濟(jì)效益。

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